基于SAPSO-BP的薄壁件侧铣加工变形预测方法研究

针对薄壁件在侧铣加工过程中容易产生让刀变形的问题,为实现薄壁件侧铣加工方式下变形量的预测,提出了一种基于SAPSO-BP神经网络技术预测薄壁件侧铣加工变形的方法.通过建立T型薄壁件侧铣加工仿真模型,并用实验验证其有效性,为后续神经网络提供训练样本;再引入模拟退火粒子群算法(SAPSO),优化BP神经网络的初始权值与阈值...     

汽轮机薄壁叶片加工变形预测及误差补偿

针对汽轮机薄壁叶片的加工过程进行简化,建立了叶片加工过程中的切削力模型,在此基础上借助ABAQUS有限元模拟软件对叶片加工变形进行分析,建立了叶片加工变形预测模型。基于反向误差补偿原理,对叶片变形进行了误差补偿。采用NURBS曲线理论对获取补偿后的叶片数据进行优化处理,重构叶片模型。经验证,新构建的叶片模型能够有效减小误差,提高加工质量,为汽轮机薄壁叶片零件提高加工精度及降低变形量提供了一种可参考的误差补偿方法。     

薄壁叶片加工变形模型预测与误差补偿

针对薄壁叶片在加工过程中易产生弹性变形的特点,根据材料力学理论和有限元理论,采用ABAQUS软件模拟了叶片加工过程中的变形量。通过设计正交实验,探讨了切削参数、刀具倾角以及薄壁叶片汽道弧面上加工位置对叶片变形的影响规律;采用线性回归的分析方法,建立了薄壁叶片汽道弧面加工过程中变形量与各个因素之间的预测模型。然后根据镜像误差补偿原理,对叶片进行误差补偿,建立新的叶片模型。研究表明:薄壁叶片变形量随着主轴转速、Y距离的增加而减小,随着进给速度、切削深度、加工倾角和X距离的增加而增加;以新建的叶片模型获取的加工代码,在相同的加工条件下,能够提高叶片的加工精度。     

航空发动机薄壁叶片加工变形误差补偿技术研究

针对航空发动机薄壁叶片在数控加工中的变形问题,基于反变形思想,提出了叶片加工变形误差的多次补偿方法,并研究了误差补偿中的叶片补偿模型重构和光顺问题,最后,对多次补偿方法进行了实验验证.结果表明:通过采用多次误差补偿方法,能有效地提高叶片的加工精度,与传统补偿方法相比具有高效、辅助支撑少、可以预处理变形的优点.     

基于B样条的航空薄壁件加工变形预测与控制

针对开发航空薄壁件多点柔性工装系统的需求,研究了航空薄壁件多点柔性数控加工中的变形预测与控制问题。研究了利用有限元分析和Matlab编程建立B样条加工变形数学模型并进行预测的方法及高速铣削切削参数在线优化控制加工变形的原理和方法。研究结果表明:基于B样条曲面数学模型可对加工变形进行预测,切削参数的在线优化能够有效地控制加工变形。研究结果为有效地解决柔性工装的设计和制造提供了必要依据。     

大型薄壁回转结构件加工变形预测研究

针对大型薄壁回转体车削过程中加工变形大,影响发动机安装和使役性能的突出问题,基于ABAQUS软件有限元仿真及其二次开发技术,开发了具有切削力载荷动态施加、依次卸载关键功能的有限元仿真辅助软件,实现了大型薄壁回转结构件全尺寸、完整结构的车削加工变形有限元仿真预测;并针对两种径向辅助支撑方式,分析了切削力对工件内、外圆跳动误差的影响规律;通过仿真计算结果和试验结果对比,验证了加工变形有限元预测的准确性;论文提出的相关技术为控制大型薄壁回转体加工变形、优化装夹方式提供了技术支持。     

薄壁件铣削变形及补偿技术研究

对铣削实验过程中产生变形的原因进行了分析;对实践中薄壁件变形的补偿方法进行了归纳和介绍;并提出了一种以冷却液为介质的空化脉冲射流作为薄壁件铣削的随动柔性辅助支撑新的加工方法,为今后相关的研究提供了指导与参考。     

铝合金航空薄壁件数控铣削加工变形预测与分析

在分析铣削加工中材料的变形机理、薄壁件数控铣削加工变形的基本特点的基础上,建立了集成于专业CAD/CAM/FEA系统的薄壁件数控铣削加工变形预测框架,以典型铝合金航空薄壁件数控铣削加工变形进行了预测与试验验证.     

薄壁件加工变形误差预估及补偿的集成

针对薄壁件数控加工过程中产生的力致变形误差,提出了一种将变形误差预测与误差补偿进行集成的方法。在提出高效的误差计算迭代算法基础上,采用APDL的方式开发了集迭代计算、刀具走刀、材料去除于一体的误差动态仿真程序,实现全过程加工误差的自动计算。借助UG二次开发工具UG/Open开发的应用程序实现了UG和ANSYS之间的数据通信,根据预测变形误差自动修正CAD模型,继而利用UG CAM生成考虑误差补偿因素的加工代码。研究了涉及误差离线预测及补偿的集成方法的多个关键技术。算例表明：误差预测值逼近实验值,精度可靠;集成软件能够自动生成误差补偿的加工代码,实现了误差离线预测和补偿全过程的CAD/CAE/CAM集成,集成程度高。     

航空发动机火焰筒舌片车削加工变形量预测及误差补偿北大核心

通过构建槽刀切削力预测模型,针对航空发动机火焰筒舌片因切削力引起的力致变形加工误差问题,提出了一种补偿加工误差的方法。该方法应用有限元法对火焰筒的舌片车削变形(让刀)量进行预测,进而采用曲线拟合方法得到刀具补偿轨迹曲线,利用该曲线进行刀位点轨迹的误差补偿,最终达到提高加工精度、缩短试制周期和降低试制成本的目的。该方法可为其他类似的产品加工变形量预测与误差补偿提供有益的参考和借鉴。     

薄壁零件加工变形分析及控制方案

介绍了有限元在分析薄壁件铣削加工变形中的应用，并提出一种数控补偿方法来减少让刀误差，从而控制薄壁件的加工精度。通过分析和实验建立切削力模型，运用ANSYS有限元分析软件对典型薄壁框体零件的加工变形进行了分析计算，结果与实际加工情况相符。根据有限元分析结果，提出在精加工时，在数控编程时让刀具在原有走刀轨迹中按变形程度附加一个偏摆，补偿因变形而产生的让刀量，可基本消除让刀误差。     

薄壁件加工变形控制快速仿真平台开发

为控制薄壁件装夹变形和加工变形,建立了集装夹优化、加工变形预测、切削参数优化及误差补偿功能为一体的快速仿真平台.在平台实现中,装夹方案的优化采用基于形位公差控制的方法,通过多种装夹方案的比较,确定优化方案.加工变形预测时考虑了前-层变形对后-层切削深度的影响,并使切削力和加工变形达到动态平衡.为获得优化切削参数,建立了以变形控制为目标的优化模型.采用有限元法计算加工变形,采用遗传算法求解优化模型.为解得优化补偿量,仿真时考虑了变形与力的耦合效应.完成了基于ABAQUS的快速仿真平台开发.以镜座零件为例进行仿真,求得了优化的装夹方案和切削参数,验证了平台的可行性.     

Three-dimensional process stability prediction of thin-walled workpiece in milling operation

High-speed machining of thin-walled workpiece is widely used in aerospace industry. To optimize the machining parameters in milling operations, the related process stability is required to be predicted. Compared to the existing two-dimensional (2D) milling stability model, a more completed three-dimensional (3D) regenerative process stability prediction model of thin-walled workpiece is presented based on the newly developed dynamic model. The efficiency and accuracy of the regenerative milling stability can be improved in the presented 3D model. The analysis procedure of the stability of flexible dynamic milling is developed in details. The 3D stability lobes are calculated according to the full discretization method and direct integration scheme. To verify the accuracy of presented 3D stability model, the thin-walled workpiece milling sound pressure signal and surface quality are determined in experiments.     

Position-varying surface roughness prediction method considering compensated acceleration in milling of thin-walled workpiece

Machined surface roughness will affect parts’ service performance. Thus, predicting it in the machining is important to avoid rejects. Surface roughness will be affected by system position dependent vibration even under constant parameter with certain toolpath processing in the finishing. Aiming at surface roughness prediction in the machining process, this paper proposes a position-varying surface roughness prediction method based on compensated acceleration by using regression analysis. To reduce the stochastic error of measuring the machined surface profile height, the surface area is repeatedly measured three times, and Pauta criterion is adopted to eliminate abnormal points. The actual vibration state at any processing position is obtained through the single-point monitoring acceleration compensation model. Seven acceleration features are extracted, and valley, which has the highest R-square proving the effectiveness of the filtering features, is selected as the input of the prediction model by mutual information coefficients. Finally, by comparing the measured and predicted surface roughness curves, they have the same trends, with the average error of 16.28% and the minimum error of 0.16%. Moreover, the prediction curve matches and agrees well with the actual surface state, which verifies the accuracy and reliability of the model.     

铝合金薄壁件铣削加工变形有限元分析

提出一种预测汽车主模型检具复杂薄壁件铣削加工变形的方法,将有限元技术应用于薄壁件铣削加工变形的研究中.以简单薄壁件为例,建立有限元模型,预测铣削过程中薄壁件的加工变形,并通过铣削实验对有限元分析结果进行验证,为汽车主模型检具制造工艺的技术改进提供理论依据.     

薄壁零件的高速铣削稳定性研究

薄壁结构零件在加工过程中极易发生变形和切削振动,这对提高加工质量和加工效率十分不利.在考虑刀具和工件两个方向自由度的基础上,分析了薄壁零件的动态铣削模型.针对2A12铝合金薄壁结构零件,利用MIKRON UCPDUR0800 高速加工中心和相关仪器、软件,通过铣削力辨识实验和模态实验,进行了高速铣削薄壁零件的稳定域分析和实验验证.     

薄壁件铣削技术研究

在航空航天工业中,薄壁件数控铣削是一种常见的典型加工。本文以薄壁件铣削加工过程为研究对象,完成了对薄板支架零件的数控加工工艺分析,建立了薄壁件加工变形的力学模型,应用有限元分析软件,建立了薄壁件铣削加工变形的模拟环境,总结了薄壁件铣削加工变形的规律,提出了薄壁件加工变形补偿的方法,并在Pro/E软件中生成了走刀路线。本研究成果为解决薄壁件铣削加工问题提供了一定的参考和依据。     

薄壁零件夹持变形与装夹方法的改进分析

针对薄壁套零件在磨削加工中不同装夹方法引起的变形进行了受力分析,建立了磨削加工的力学模型及有限元分析模型,运用最小二乘拟合法得出最后的圆度和尺寸误差,并与实测数据进行对比,结果显示采用轴向夹紧可大大减小零件的夹持变形。     

Optimal fixture design in peripheral milling of thin-walled workpiece

In order to optimize the positions of the locators in peripheral milling of a thin-walled workpiece, a finite element model along with an accurate cutting forces model is proposed in this paper. The finite element model takes into account the thickness variations of the workpiece in peripheral milling. The locators on the secondary locating surface directly influence the surface errors in peripheral milling of thin-walled workpiece, so this paper deals with the optimization of the positions of the locators on the secondary locating surface. A method including two steps is presented. In the first step, the initial positions of the locators are determined by adding the locators at the position with the maximum deformation. In the second step, a heuristic algorithm is proposed to optimize the positions of the locators. Finally, a simulation example is used to illustrate the method.